機(jī)械傷害大多是比較嚴(yán)重的。沒(méi)有安全裝置或防護(hù)不良的機(jī)械，即使在長(zhǎng)期操作過(guò)程中未發(fā)生過(guò)任何意外事故，也不能證明其可動(dòng)零、部件就不危險(xiǎn)。如果只依靠操作人員所受過(guò)訓(xùn)練、經(jīng)驗(yàn)、技能和小心操作來(lái)代替安全裝置是最危險(xiǎn)的。因?yàn)槿说奶匦噪y以推測(cè)，而且也不會(huì)固定不變。即使是最可靠、謹(jǐn)慎的操作，有時(shí)也會(huì)出錯(cuò)。尤其是從事他所熟悉的工作時(shí)，往往會(huì)由于麻痹大意而出錯(cuò)。安全措施對(duì)謹(jǐn)慎的操作者固然重要，對(duì)粗心大意的人更為重要。安全裝置就是機(jī)械設(shè)備上使用的一種本質(zhì)安全化附件，其作用是杜絕在機(jī)械正常工作期間發(fā)生人身事故。

機(jī)械設(shè)備的本質(zhì)安全化，首先要抓好安全裝置的設(shè)計(jì)與制造，提高其可靠性和質(zhì)量，擴(kuò)大品種和規(guī)格，形成標(biāo)準(zhǔn)化、系列化產(chǎn)品，使各種安全裝置能適用于不同的機(jī)械設(shè)備。認(rèn)真研究、設(shè)計(jì)和制造安全裝置是當(dāng)前開(kāi)發(fā)新的機(jī)電產(chǎn)品時(shí)一個(gè)不可忽視的重要問(wèn)題。

一、安全裝置的作用

設(shè)計(jì)良好的安全裝置，不論出現(xiàn)何種情況，都可確保操作人員的安全，可以使操作人員有安全感，減少緊張情緒。安全裝置應(yīng)能在確保安全的前提下，盡可能減少對(duì)操作者的約束，方便操作，不影響產(chǎn)量。因此，安裝完善的安全裝置對(duì)保證人身安全，確保企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益是十分重要的。有了安全裝置，使用或維修不當(dāng)也會(huì)造成事故。有些安全裝置在安裝時(shí)要求有一定的安全距離，如果不能保證安全距離，仍然有可能發(fā)生事故。使用安全裝置還需要和其它安全措施相配合。

在危險(xiǎn)性大的機(jī)械加工區(qū)和設(shè)備的危險(xiǎn)部位必須設(shè)置安全裝置。這是實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備本質(zhì)安全化的重要措施。安全裝置的首要目的是保護(hù)人的安全。其次是防止機(jī)械發(fā)生毀滅性損壞。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，能自動(dòng)停機(jī)，以便操作人員及時(shí)排除故障，使設(shè)計(jì)恢復(fù)正常運(yùn)行。

以法規(guī)的形式規(guī)定設(shè)備出廠時(shí)必須配備安全裝置有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）由制造廠設(shè)計(jì)和配備安全裝置，更能符合機(jī)器設(shè)計(jì)的整體要求，便于標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，安全可靠性高。

（2）由制造廠設(shè)計(jì)和配備安全裝置比用戶自己改造成本低，經(jīng)濟(jì)耐用，避免造成人力、物力和財(cái)力上的浪費(fèi)。

（3）可以提高機(jī)械的強(qiáng)度、整體性和外觀質(zhì)量。

（4）避免了因尺寸限制，有些舊設(shè)備無(wú)法安裝安全裝置的弊病。為了在舊設(shè)備上補(bǔ)加安全裝置，必須另加基礎(chǔ)，從而增大占地面積，影響操作。

目前使用的設(shè)備中，由于機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)缺陷、防護(hù)不當(dāng)或沒(méi)有防護(hù)而造成的各類傷亡事故是比較嚴(yán)重的。其主要原因是沒(méi)有從設(shè)計(jì)上采用安全裝置，生產(chǎn)了許多帶有隱患的機(jī)械設(shè)備。美國(guó)職業(yè)安全雜志1900年第9期提到：美國(guó)目前使用的機(jī)器中還有20~50%的操作點(diǎn)沒(méi)有防護(hù)或防護(hù)不良。14%的傳動(dòng)裝置是危險(xiǎn)的。日本勞動(dòng)防災(zāi)協(xié)會(huì)調(diào)查，因防護(hù)缺陷（沒(méi)有防護(hù)、防護(hù)不良）而造成的各類傷害事故占機(jī)械傷害事故的71.59%。我國(guó)機(jī)械傷害事故統(tǒng)計(jì)中，雖然事故原因分析不夠詳細(xì)，但多數(shù)事故是由于防護(hù)不當(dāng)造成的。由此可見(jiàn)，安全裝置在預(yù)防事故中具有十分重要的作用。由于有些機(jī)械目前還沒(méi)有制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和安全要求，有的是在標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布前制造出廠時(shí)，這些設(shè)備本身存在事故隱患，必須由使用單位進(jìn)行改造，配備必須而又切實(shí)可行的安全裝置，并根據(jù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，盡量采用技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠的安全裝置。

二、采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)已公布了一系列有關(guān)機(jī)械設(shè)備安全裝置的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)安全裝置時(shí)，應(yīng)執(zhí)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。隨著國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)發(fā)布，我國(guó)機(jī)械設(shè)備安全裝置必將提高到一個(gè)新水平，大大提高機(jī)械設(shè)備的本質(zhì)安全化程度，從而降低機(jī)械傷害的事故率。目前尚無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械設(shè)備，在設(shè)計(jì)安全裝置時(shí)，應(yīng)參考已有的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或執(zhí)行專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

三、充分考慮人的因素

由于事故原因與人有關(guān)，因此安全裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮人的因素。安全裝置應(yīng)符合人類工效學(xué)的原則，確保操作人員在使用中舒適、安全、省力。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮使用安全裝置的人的可靠性。從安全人機(jī)工程的觀點(diǎn)出發(fā)，發(fā)生事故的原因是人機(jī)之間發(fā)生了不希望有的接觸。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到使用安全裝置的方法，防止人接近危險(xiǎn)點(diǎn)時(shí)發(fā)生傷害；能有效地防止操作人員無(wú)意中進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)后；安全裝置能作出使機(jī)械不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)動(dòng)作或作出立即停機(jī)的反應(yīng)；以及防止由于誤用安全裝置或誤操作而可能引起傷害等技術(shù)措施。

設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到人體測(cè)量學(xué)，即人體各部分的尺寸，人的感覺(jué)、信息處理能力，人在使用安全裝置時(shí)的心理狀態(tài)和行為。還需要考慮到為什么有人沒(méi)有使用安全裝置；為什么沒(méi)有對(duì)安全裝置進(jìn)行調(diào)整和維護(hù)；為什么對(duì)安全裝置使用不正確。如何防止人在使用安全裝置時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤是設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮的重要問(wèn)題。

在設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備時(shí)，必須考慮人在操縱機(jī)械時(shí)的能力和局限性，在工業(yè)生產(chǎn)中常使用的各種加工機(jī)械，都要由人操作。有些機(jī)械在開(kāi)動(dòng)后可以自動(dòng)操作，由工人進(jìn)行維護(hù)和監(jiān)督。人工操作時(shí)，要求機(jī)械有一定的速度、功率、重復(fù)性和加工精度。為了完成所加工的產(chǎn)品，人們?cè)诓倏v機(jī)械時(shí)需要用力。當(dāng)人操縱機(jī)械時(shí)，人機(jī)之間會(huì)產(chǎn)生某些接觸和交換。如直接發(fā)生意外接觸時(shí)，就會(huì)發(fā)生傷亡事故。使用安全裝置和實(shí)行安全操作法的目的就是避免人機(jī)之間發(fā)生任何形式的意外接觸。

另一種機(jī)械傷害是反復(fù)的損傷疾病。這些損傷是對(duì)手、腕、肩的肌腱和神經(jīng)的傷害，如腱滑膜炎綜合癥、扭傷、挫傷等。這些傷害不是瞬時(shí)或突然產(chǎn)生的。所造成的傷害也不象外傷性機(jī)械傷害那樣嚴(yán)重。這種反復(fù)的操作是操作人員在反復(fù)完成同一正常任務(wù)時(shí)逐漸引起的，有些情況如肌肉骨骼傷害與使用雙手掌狀按鈕安全裝置有關(guān)。當(dāng)在需要急劇彎曲腕部或反復(fù)用力的崗位上操縱雙手按鈕時(shí)，工人腕部患肌腱炎或神經(jīng)的永久性麻木或引起機(jī)能障礙的人數(shù)不斷增加。這種情況在設(shè)計(jì)安全裝置時(shí)應(yīng)引起注意。避免操縱時(shí)需要彎曲腕部或用力過(guò)猛。

四、安全裝置的防護(hù)重點(diǎn)

根據(jù)機(jī)械設(shè)備存在的危險(xiǎn)和有害因素，機(jī)械加工設(shè)備的加工區(qū)和機(jī)械的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的危險(xiǎn)性最大。這兩個(gè)部位是安全裝置防護(hù)的重點(diǎn)。

1．危險(xiǎn)的加工區(qū)

常見(jiàn)的危險(xiǎn)加工區(qū)例子有：

（1）軋輥卷進(jìn)。

（2）往返運(yùn)動(dòng)的剪切作用。

（3）圓鋸的切割作用。

（4）塑料碎料機(jī)旋轉(zhuǎn)切刀。

（5）往復(fù)運(yùn)動(dòng)的壓力機(jī)。

2．傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

（1）明齒輪；

（2）鏈輪；

（3）三角皮帶輪。

3．人的危險(xiǎn)動(dòng)作

當(dāng)人在機(jī)械附近操作時(shí)，還可能作出各種危險(xiǎn)動(dòng)作。這些動(dòng)作有時(shí)是由于工作需要而進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)，如進(jìn)行維修、排除故障。有時(shí)是無(wú)意識(shí)的。危險(xiǎn)動(dòng)作大致有5種。

設(shè)計(jì)安全裝置的目的是防止人接觸危險(xiǎn)區(qū)。如果工人為完成任務(wù)而需要用手直接將工件放到機(jī)械加工點(diǎn)或壓力機(jī)的模具中，這將包括一系列正常進(jìn)行并經(jīng)常接近危險(xiǎn)點(diǎn)的動(dòng)作。設(shè)計(jì)安全裝置時(shí)，就需要針對(duì)這些危險(xiǎn)動(dòng)作選擇一種高度可靠的安全裝置，如當(dāng)人手進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)時(shí)，機(jī)械不會(huì)起動(dòng)；或者用手持工具代替手進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)等。在使用可靠”時(shí)，還應(yīng)考慮到當(dāng)人操縱設(shè)備時(shí)，能影響安全裝置正確就位以及所有能起作用的因素。如果能設(shè)計(jì)一種不需要人手進(jìn)入加工區(qū)的操作方法，還要考慮到人可能進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)的各種有意無(wú)意的動(dòng)作。工人操作機(jī)械的任務(wù)有以下四種：

（1）正常操作任務(wù)。正常操作任務(wù)是向機(jī)械提供輸入。如用手起動(dòng)機(jī)械、加工工件、視覺(jué)監(jiān)視質(zhì)量、停機(jī)等。只要設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，并按安全規(guī)程操作，一般不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)動(dòng)作。

（2）清理和清掃。在操作機(jī)械加工設(shè)備時(shí)，切屑積累或工件、材料在機(jī)械中卡住，或機(jī)械出現(xiàn)故障，需要進(jìn)行清理、排除故障；糾正、調(diào)整機(jī)械運(yùn)行中出現(xiàn)的小的障礙；這時(shí)容易產(chǎn)生危險(xiǎn)動(dòng)作。有時(shí)工人為了追求產(chǎn)量，可能會(huì)在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)冒險(xiǎn)進(jìn)行清理或加油。

（3）維修任務(wù)。維修屬于非正常操作，往往會(huì)出現(xiàn)一些正常操作時(shí)不存在的安全問(wèn)題，在維修時(shí)需要考慮采用特殊的安全裝置和安全措施。維修不同于正常操作，它包括檢查、加潤(rùn)滑油、修理、安裝、裝配、更換零件、尋找機(jī)械操縱器失靈的原因等。有時(shí)還需要在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)情況下仔細(xì)觀察機(jī)械一系列的動(dòng)作。維修工人所遇到的危險(xiǎn)可能比正常操作工人還大。維修時(shí)，人體要進(jìn)入機(jī)械內(nèi)部，人體對(duì)機(jī)械的可達(dá)性和姿勢(shì)的穩(wěn)定與人體尺寸有關(guān)。在維修時(shí)評(píng)價(jià)安全的標(biāo)準(zhǔn)和正常操作是不同的。維修時(shí)容易產(chǎn)生危險(xiǎn)動(dòng)作的原因與為了搶修縮短停工時(shí)間、疏忽大意、精神緊張、過(guò)度疲勞以及為了進(jìn)行修理而必須進(jìn)入機(jī)械內(nèi)部窄小的空間等因素有關(guān)。

（4）其他人員在現(xiàn)場(chǎng)。非操作人員也可能遇到危險(xiǎn)。在機(jī)械周圍或附近的車間領(lǐng)導(dǎo)、工段長(zhǎng)、班組長(zhǎng)、安全工作人員、輔助工都可能由于工件、零件松動(dòng)而意外甩出而受傷，或由于自動(dòng)機(jī)械或工業(yè)機(jī)器人的意外啟動(dòng)而受傷。

安全裝置的防護(hù)重點(diǎn)是危險(xiǎn)部位和危險(xiǎn)動(dòng)作。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮。

五、安全裝置的設(shè)計(jì)要求

1．安全可靠和實(shí)用。

有許多情況，盡管配備了安全裝置，卻未能防止機(jī)械傷害，因?yàn)橛腥藳](méi)有使用安全裝置。有的安全裝置安裝后，可以滿足安全標(biāo)準(zhǔn)的最低要求，預(yù)計(jì)能隔離危險(xiǎn)，但是未必有效。有一個(gè)例子可以說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，壓力機(jī)的推手裝置的意圖是在機(jī)械壓力機(jī)滑塊下降時(shí)產(chǎn)生一個(gè)推手動(dòng)作，將人手推出危險(xiǎn)區(qū)。但是如果推手動(dòng)作過(guò)猛就可能傷人。美國(guó)從1974年已停止使用這種安全裝置。

目前還沒(méi)有一種能對(duì)所有工人在所有情況下都能預(yù)防機(jī)械危險(xiǎn)的、簡(jiǎn)單、通用而滿意的安全裝置。安全裝置必須適用于不同性別、人體尺寸、體力強(qiáng)度和年齡的工人。還必須能在老式的、返修的、不經(jīng)常使用的以及用現(xiàn)代化技術(shù)控制的、新式的機(jī)械上都能使用。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免出現(xiàn)從工程觀點(diǎn)看能滿足要求，但容易被工人誤用的情況。

工業(yè)研制的機(jī)械系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜、越來(lái)越先進(jìn)，對(duì)安全裝置的要求也越來(lái)越高。盡管現(xiàn)代化技術(shù)使更多的機(jī)械在程序控制、微電子技術(shù)控制下自動(dòng)操作，有些任務(wù)如安裝、調(diào)試、檢修都需要這方面的熟練人員。為完成任務(wù)，人們需要接近危險(xiǎn)區(qū)，這時(shí)意外啟動(dòng)會(huì)造成傷害，需要采用安全裝置防止誤起動(dòng)。

設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮到使用安全裝置后由于重復(fù)的、長(zhǎng)時(shí)間勞動(dòng)所引起的疲勞和積累性損傷。設(shè)計(jì)安全裝置時(shí)應(yīng)該考慮省力的原則如使用時(shí)用力小、避免操作活動(dòng)范圍過(guò)大等。安裝安全裝置后可能會(huì)影響到工人正常的勞動(dòng)方式，必須估計(jì)到使用安全裝置后對(duì)完成生產(chǎn)任務(wù)的影響。安全裝置必須安全可靠又實(shí)用。

2．安全裝置設(shè)計(jì)的總體要求

在本文中已對(duì)安全防護(hù)裝置提出了基本要求，現(xiàn)再作進(jìn)一步說(shuō)明。

（1）使用方便。在滿足安全要求的前提下，工人使用安全裝置時(shí)，應(yīng)感到舒適、方便、靈活，使操作人員能按設(shè)計(jì)意圖使用安全裝置。如果操作安全裝置時(shí)，工人感到費(fèi)勁、手續(xù)繁鎖、影響操作進(jìn)度，工人就不愿意使用安全裝置，甚至?xí)鸬舴恋K操作或需要反復(fù)停止工作的安全裝置。

（2）不能增加新的危險(xiǎn)。應(yīng)該考慮到安全裝置被誤用或出現(xiàn)意外情況。如門式防護(hù)罩在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下關(guān)閉時(shí)，是否會(huì)將人手?jǐn)D傷？當(dāng)手伸進(jìn)模具而壓力機(jī)拉手式安全裝置正好卡在壓力機(jī)的隆起物時(shí)，是否會(huì)將人手腕猛拉回去或拉不回去而使工人受傷？

（3）有高度的可靠性。安全裝置必須絕對(duì)可靠，不僅機(jī)械部分，而且控制部分的電氣線路、電子元件也必須有高度的可靠性，才能保證安全裝置萬(wàn)無(wú)一